收稿日期:2004206209;修返日期:2004208215基金项目:国家“863”计划资助项目(2003AA209040基于ARM的uCLinux网络控制系统的设计与实现3杨皓1,2,王秀1,夏克俭2,叶涛1(1.国家农业信息化工程技术研究中心,北京100089;2.北京科技大学,北京100083摘要:介绍了ARM7TDMI为内核的微处理器S3C44B0X在嵌入式网络控制系统中的应用,并对基于ARM和uCLinux的嵌入式系统开发进行了探讨。关键词:ARM;网络控制;嵌入式Linux;串口通信中图法分类号:TP393109文献标识码:A文章编号:100123695(20050620189203DesignandImplementationofNetworkControlEmbeddedSystemBasedonARM+uCLinuxYANGHao2shen1,2,WANGXiu1,XIAKe2jian2,YETao1(1.NationalEngineeringResearchCenterforInformationTechnologyinAgricluture,Beijing100089,China;2.BeijingUniversityofScience&Technology,Beijing100083,ChinaAbstract:ThispaperdescribestheuseofARM7TDMIMCUS3C44B0Xinthedesignofnetworkcontrolsystem.Theembed2dedsystemdesignpatternthatbaseonARMprocessoranduCLinuxisalsodiscussed.Keywords:ARM;NetworkControl;EmbeddedLinux;SerialCommunication1引言随着社会的日益信息化,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落,嵌入式系统也跨入了新的阶段,成为当前产业的焦点之一。随之出现的IT信息家电如可视电话、移动电话、机顶盒和数码相机等嵌入式设备的市场需求也越来越大,8/16位单片机的速度和内存较难满足嵌入式设备的上网等需求。随着集成电路的发展,处理器的价格不断下降,用户已可以大量使用,32位处理器更是受到青睐。在工业控制、民用设备如防盗系统等领域,多数设备的对外通信接口仍然是低速串口。串口由于其易用性和可靠性而受到用户的欢迎,但它有一个突出的弱点,就是传输距离有限,所以在工业远程控制中常采用TCP/IP方式实现。本文就是针对上述问题进行嵌入式系统开发并提出了在农业控制上的典型应用。智能温室已在国外取得了广泛成功,在我国也具有广泛的应用前景,本系统就是针对智能温室提出的技术方案。它采用嵌入式系统(ARM+uCLinux作主控制器,通过TCP/IP网络与上层管理系统通信,与下层传感器和执行结构的通信通过RS2232,主要开发工作集中在嵌入式系统软硬件。其特点是抗干扰能力强,适于恶劣变化的环境;而采用下层控制器(W78E58B作为下位机的智能温室控制系统则运行可靠、操作简单、价格远低于引进产品,能满足系统要求;多个下层控制器与主控制器形成分布式集散控制网络,其特点是结构简单、性能稳定、生产成本低、系统配置灵活。2系统开发环境介绍2.1ARM(AdvancedRISCMachines简介ARM公司是专门从事基于RISC技术的芯片设计开发的公司,是业界领先的ARM16/32位嵌入式RISC处理器技术提供商。它设计了大量高性能、廉价、耗能低的处理器RISC相关技术及软件,它可为一个完整系统的开发提供全面的技术支持,具有性能高、成本低和能耗省的特点。ARM的微处理器核心适用于多种领域,正迅速地成为便携式通信设备、手持计算、多媒体数字消费者和嵌入式解决方案。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体和软件厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的OEM相关技术及服务。利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性标准的缔造者。目前总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括IntelIBM半导体、菲利浦和国民半导体这样的大公司。2.2uCLinux操作系统Linux是一种很受欢迎的类UNIX操作系统,它免费并开放源代码,在个人计算机、服务器领域应用广泛。更重要的是,Linux采用模块化设计,实际应用中可以实现定制,因此Linux也适用于嵌入式领域。在嵌入式系统设计中,为了降低硬件成本及运行功耗,有一类CPU在设计中取消了MMU(内存管理单元功能模块。最初,运行于这类CPU之上的都是一些很简单的单任务操作系统,或者更简单的控制程序,甚至根本就没有操作系统而直接运行应用程序。在这种情况下系统无法运行复杂的应用程序或者效率很低,而且所有的应用程序需要重写,并要求程序・981・第6期杨皓等:基于ARM的uCLinux网络控制系统的设计与实现员十分了解硬件特性。这些都阻碍了应用于这类CPU之上的嵌入式产品开发的速度...